高中物理法拉第電磁感應(yīng)定律新人教選修PPT課件

1、1：要使閉合電路中有電流必須具備什么條件？這個電路中必須有電源，因為電流是由電源的電動勢引起的 2：如果電路不是閉合的，電路中沒有電流，電源的電動勢是否還存在呢？ 電動勢反映了電源提供電能本領(lǐng)的物理量，電路不閉合電源電動勢依然存在 。復(fù)習(xí)提問：3、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，閉合電路中出現(xiàn)了感應(yīng)電流，那么有電動勢存在么？第1頁/共23頁1、感應(yīng)電動勢：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢。產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就是電源。一、感應(yīng)電動勢問題1：感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流之間存在什么關(guān)系？2、感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流關(guān)系：感應(yīng)電動勢是感應(yīng)電流存在的必要條件，有感應(yīng)電動勢不一定有感應(yīng)電流（要看電路是否閉合），有感

2、應(yīng)電流一定有感應(yīng)電動勢。第2頁/共23頁產(chǎn)生感應(yīng)電流只不過是一個現(xiàn)象，它表示電路中在輸送著電能；而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢才是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)，它表示電路已經(jīng)具備了隨時輸出電能的能力。幾點說明：不論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。磁通量是否變化是電磁感應(yīng)的根本原因。若磁通量變化了，電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，再若電路又是閉合的，電路中將會有感應(yīng)電流。第3頁/共23頁問題2：影響感應(yīng)電動勢大小的因素？實驗探究第4頁/共23頁變化產(chǎn)生E產(chǎn)生I 知：知：由由rREI 總電阻一定時，E越大，I越大，指針偏轉(zhuǎn)越大。 變化的快慢不同 都發(fā)生了變

3、化問題1：在實驗中，電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么？問題2：電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動勢的大小有什么關(guān)系？觀察實驗，分析并思考回答下面的問題：問題3：該實驗中，將條形磁鐵從同一高度插入線圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？ 從條件上看從結(jié)果上看相同不同都產(chǎn)生了I產(chǎn)生的I大小不等第5頁/共23頁實驗結(jié)論：感應(yīng)電動勢E的大小與磁通量的變化快慢有關(guān)，即與磁通量的變化率有關(guān)3、磁通量的變化率t t表示磁通量的變化快慢問題3：磁通量大，磁通量變化一定大嗎？磁通量變化大，磁通量的變化率一定大嗎？ 磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化不同。磁通量為零，磁通量的變化率不一定為零;磁通量的變化大，磁通量的變化率也

4、不一定大。（可以類比速度、速度的變化和加速度。）第6頁/共23頁 1、內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率/ t成正比二、法拉第電磁感應(yīng)定律：2、數(shù)學(xué)表達(dá)式Ektt（注意單位）問題：若閉合電路是n匝線圈，且穿過每匝線圈的磁通量相同，E？若有n匝線圈，相當(dāng)于有n個電源串聯(lián)，總電動勢為：Ent注意：公式中應(yīng)取絕對值，不涉及正負(fù)，感應(yīng)電流的方向另行判斷。第7頁/共23頁問題：公式中E表示的是平均感應(yīng)電動勢還是瞬時感應(yīng)電動勢？ENt21Nt 21BBNSt21SSNBt說明：（1）所求E為t時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢（2）t 0時，E為瞬時感應(yīng)電動勢第8頁/共23頁例1.關(guān)于電磁感應(yīng)

5、，下述說法中正確的是A.穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大B.穿過線圈的磁通量為零，感應(yīng)電動勢一定為零C.穿過線圈的磁通量的變化越大，感應(yīng)電動勢越大D.穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大答：D注意:感應(yīng)電動勢E與、 /t的關(guān)系第9頁/共23頁/10-2Wbt/sA BD0120.1例2、單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場。若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則：( )A、線圈中0時刻感應(yīng)電動勢最大B、線圈中D時刻感應(yīng)電動勢為零C、線圈中D時刻感應(yīng)電動勢最大D、線圈中0到D時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢為0.4VABD第10頁/共23頁1、有一個50匝的線圈，如果穿過它的

6、磁通量的變化率為0.5Wb/s，求感應(yīng)電動勢。 2、一個100匝的線圈，在0. 5s內(nèi)穿過它的磁通量從0.01Wb增加到0.09Wb。求線圈中的感應(yīng)電動勢。3、一個匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置，在0. 5s內(nèi)穿過它的磁場從1T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動勢。練習(xí)第11頁/共23頁三、導(dǎo)體作切割磁感線運動 如圖所示閉合線圈一部分導(dǎo)體ab處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度是B，ab以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢ab Gabv回路在時間t內(nèi)增大的面積為： S=Lvt產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：穿過回路的磁通量的變化為：=BStE =BLvtttBLv BLv （V是相對于磁場的速度

7、）第12頁/共23頁tE vBV1=Vsin V2=Vcos 若導(dǎo)體斜切磁感線 sinBLvBLvE1（為v與B夾角） ttBLv （若導(dǎo)線運動方向與導(dǎo)線本身垂直，但跟磁感強度方向有夾角）說明：1、導(dǎo)線的長度L應(yīng)為有效長度。2、導(dǎo)線運動方向和磁感線平行時，E=0.3、速度V為平均值（瞬時值），E就為平均值（瞬時值）。第13頁/共23頁問題：公式 tnEsin BLvE與公式 的區(qū)別和聯(lián)系？ 1、一般來說， 求出的是平均感應(yīng)電動勢，E和某段時間或者某個過程對應(yīng)，而求出的是瞬時感應(yīng)電動勢，E和某個時刻或者某個位置對應(yīng)。 2、求出的是整個回路的感應(yīng)電動勢，而不是回路中某部分導(dǎo)體的電動勢。回路中感應(yīng)電

8、動勢為零時，但是回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢不一定為零。如上圖。vabcdLL區(qū)別：第14頁/共23頁 1、公式中的時間趨近于0時，E就為瞬時感應(yīng)電動勢 2、公式中v若代表平均速度，則求出的E就為平均感應(yīng)電動勢。聯(lián)系：第15頁/共23頁例3：如圖，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，長為L的金屬棒ab在垂直于B的平面內(nèi)運動，速度v與L成角，求金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。abvE=BL(Vsin)E=B(Lsin)V有效長度-導(dǎo)線在垂直速度方向上 的投影長度第16頁/共23頁練習(xí)：半徑為R的半圓形導(dǎo)線在勻強磁場B中， 以速度V向右勻速運動時，E=？ RE = B2RV有效長度-彎曲導(dǎo)線在垂直速度方向上 的投

9、影長度第17頁/共23頁四、反電動勢V 此電動勢阻礙電路中原來的電流. 故稱之為反電動勢第18頁/共23頁NS電動機安 培 力 方 向 轉(zhuǎn) 動 速 度 方 向第19頁/共23頁 電動機線圈的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢是電動機線圈的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢是反電動勢反電動勢。這個電動勢是。這個電動勢是削弱了削弱了電源電流電源電流, , 阻礙線圈的轉(zhuǎn)動。阻礙線圈的轉(zhuǎn)動。 線圈要維持原來的轉(zhuǎn)動就必須向電動機提供電能，線圈要維持原來的轉(zhuǎn)動就必須向電動機提供電能，電能轉(zhuǎn)化為機械能。電能轉(zhuǎn)化為機械能。 正因為正因為反電動勢反電動勢 的存在的存在, ,所以對電動機所以對電動機, ,歐姆定律不成立。歐姆定律不成立。第20頁/共23頁 如果電動機因機械阻力過大而如果電動機因機械阻力過大而停止轉(zhuǎn)動停止轉(zhuǎn)動，這時就沒有了，這時就沒有了反